逆變器-單相-并網(wǎng)正弦波控制板制作

ID:236867 · 發(fā)表于 2020-1-9 11:05

本帖最后由馬麗于 2020-1-26 13:17 編輯

大家好！上一篇發(fā)帖了PIC16F716的離網(wǎng)正弦波控制板， http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-178040-1.html，喜歡的朋友，請(qǐng)大家點(diǎn)個(gè)收藏，謝謝。這一篇發(fā)布PIC16F716的逆變器-單相-并網(wǎng)正弦波控制板制作，有圖有程，自從制作出了離網(wǎng)正弦波樣品，輸出的波形的確很漂亮，尤其是輸出的穩(wěn)壓精度，空載與滿載基本上做到輸出紋絲不動(dòng)的狀態(tài)。并且輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍很寬(AC80-AC300V)輸出。大家都知道，并網(wǎng)逆變器是建立在離網(wǎng)逆變器的程序之上的，要想做并網(wǎng)逆變器，必須離網(wǎng)逆變器的輸出波形要做的很好，不然失真度太大，并網(wǎng)會(huì)不成功，更何況是一只普普通通的PIC16F716呢！全網(wǎng)是沒有人，使用這款芯片做并網(wǎng)逆變器的，我只是挑戰(zhàn)一下自己，做并網(wǎng)逆變器的流程，認(rèn)識(shí)并網(wǎng)程序的編寫。不過(guò)大家放心，下一步我會(huì)跳到DSP芯片去，做離網(wǎng)三相逆變器和并網(wǎng)三相逆變器的。

我的理想是自己做出：電能回饋型節(jié)能電子負(fù)載

回饋型電子負(fù)載采用逆變并網(wǎng)的方法,將測(cè)試的直流電源老化的能量功率輸出逆變成交流電回饋到電網(wǎng)再利用.在能為客戶節(jié)約大量的老化電費(fèi)支出\的同時(shí),由于電能利用效率的提高,間接地提高了老化產(chǎn)能,具有很高的投資回報(bào)。電能再生循環(huán)利用，節(jié)省能源，又減少熱量排放，改善環(huán)境，達(dá)到測(cè)試、節(jié)能與減排的多重目的。

本設(shè)計(jì)了PID控制算法與SPWM波相結(jié)合的軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電壓同頻同相的閉環(huán)跟蹤；實(shí)現(xiàn)了可調(diào)負(fù)載的情況下恒電流控制、又因輸出電壓與電網(wǎng)電壓相同，又實(shí)現(xiàn)了恒功率的自動(dòng)閉環(huán)調(diào)節(jié)功能，響應(yīng)速度較快。采用了有源逆變、并網(wǎng)控制、并網(wǎng)電流正弦化等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電能回收再循環(huán)利用，節(jié)省能源。

先看原理圖：

這一篇：我打算分兩步進(jìn)行：

第一步：在離網(wǎng)正弦波控制板基礎(chǔ)上，先測(cè)試程序，并網(wǎng)時(shí)的鎖頻鎖相，并網(wǎng)時(shí)的功率PID恒流控制，和市電的過(guò)壓，欠壓，頻率檢測(cè)等等

第二步，設(shè)計(jì)一款完整的回饋式電子負(fù)載，包括前級(jí)boost升壓，也用PIC16F716，不知道這樣出來(lái)的產(chǎn)品，性能如何！望大家多多支持，

提出寶貴的建議。

PCB畫好了

打樣中，趁著閑工夫，努力編程

還是加入顯示部分

這是正弦波碼表

試了4個(gè)，正弦波碼表，54的時(shí)候效果最好

這是碼表的計(jì)算

程序編了這么多天，終于完成，剛好PCB板子也到了

花了100元，打了10張PCB，我自己用2張，余下的免費(fèi)送給大家，是免費(fèi)不要錢的哈！

這一篇，我會(huì)詳細(xì)的講解調(diào)試和制作過(guò)程，希望大家不要嫌我啰嗦，也會(huì)碰到技術(shù)瓶頸，希望大家能給與最棒的技術(shù)支持！

馬上開始焊板子！

板子焊好了，下面是板子的功能說(shuō)明

順便再說(shuō)說(shuō)，ＬＣＤ１２８＊６４顯示屏接線方法

大工告成，準(zhǔn)備電源通電了．

再重復(fù)一遍，本篇內(nèi)容只談鎖相，鎖頻，順利并網(wǎng)，后續(xù)我再加上防孤島檢測(cè)與保護(hù)，市電過(guò)壓與欠壓，還有逆變輸出的過(guò)壓與欠壓等等

首先找來(lái)一只多路電源，輸入AC150V-420V,輸出+24V,-24V,+10V,還空一路隔離的+24V，是我自己自制的

再找來(lái)一臺(tái)逆變供電電源

這兩樣是我業(yè)余時(shí)間自制的，

原理圖我做了一點(diǎn)點(diǎn)修改，請(qǐng)看圖

市電同步那里加了一只變壓器，參數(shù)是220V/12V/1W,添加的原因是隔離處理，在燒寫程序時(shí)，讀數(shù)不準(zhǔn)確，另外就是添加了VR1，此電位器是設(shè)定輸出電流，顯示在功率欄里面，以數(shù)字量的形式顯示

好了，現(xiàn)在可以通電測(cè)試了！

開機(jī)界面

工作界面，缺失市電同步信號(hào)

先來(lái)這樣個(gè)簡(jiǎn)單的畫面，后面再來(lái)升級(jí)，我解釋一下功率后面的前3個(gè)000，那是顯示的電位器調(diào)節(jié)的數(shù)字量

現(xiàn)在控制板是沒有工作的，是一個(gè)死機(jī)畫面，接著我插上市電同步信號(hào)，需要重新開機(jī)。

大家請(qǐng)看！

顯示了，市電電壓與萬(wàn)用表相等

調(diào)節(jié)這個(gè)可調(diào)電阻，在功率欄后面顯示084，它的范圍是0-255，可調(diào)電阻的電壓范圍是0-5V

接上一只200W白熾燈泡，電線穿過(guò)互感器，插上市電，電流顯示了，同時(shí)功率也顯示出來(lái)了

在無(wú)聊時(shí)我試了一下，同時(shí)接了3只12864，也能工作

接下來(lái)我們測(cè)試鎖頻鎖相，還有輸出波形，恒流功能，這些正常了才能并網(wǎng)

找來(lái)我上一篇的離網(wǎng)正弦波控制板，利用里面的隔離光耦驅(qū)動(dòng)電路

拆掉單片機(jī)PIC16F716

按照?qǐng)D片接線

按照如圖連接

找來(lái)一只正弦波功率后級(jí)

8KW正弦波離網(wǎng)后級(jí)功率輸出模塊

原來(lái)是每路3只功率管并聯(lián)使用，現(xiàn)在我只安裝了1只，原因是怕并網(wǎng)時(shí)不成功，損失降到最低

圖中的紅黑線是正弦波逆變器功率級(jí)的供電(母線供電)

準(zhǔn)備就緒了，通電看輸出波形，請(qǐng)看！

這是第一張開機(jī)的輸出波形，大家看到?jīng)]藍(lán)色市電波形，黃色逆變器波形，有兩個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)了：

一是：不鎖頻，不鎖相，藍(lán)色波形左右來(lái)回慢慢移動(dòng)，這是沒添加鎖頻鎖相出現(xiàn)進(jìn)去

二是：逆變器波形正半周和負(fù)半周出現(xiàn)了失真，為什么會(huì)這樣呢？

做任何東西，是沒有一帆風(fēng)順的，都會(huì)有很多坎坷等著我們一步一步的去克服，最后才能成功！

其實(shí)這兩個(gè)半周是錯(cuò)位了，為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？先看程序

大家都知道，PIC16F716情況有點(diǎn)特殊，它是正半周與負(fù)半周輪流交換輸出的單極性拓?fù)洌哉胫芎拓?fù)半周都需要獨(dú)立的鎖頻鎖相，在交替工作切換的期間，鎖頻鎖相識(shí)別處理過(guò)程，需要時(shí)間計(jì)算，所以正半周與負(fù)半周出現(xiàn)了錯(cuò)位，因此，此款PIC16F716需要額外的進(jìn)行正半周與負(fù)半周相位時(shí)間校正，其它不用這樣做的。下一步我用DSP芯片做三相并網(wǎng)，就不會(huì)有這種情況發(fā)生了。

這圖片是沒鎖頻鎖相出現(xiàn)進(jìn)去，（上面是市電波形，下面是逆變器波形），這時(shí)藍(lán)色波形（市電波形）會(huì)左移動(dòng)或者右移動(dòng)，

但是經(jīng)過(guò)了正半周和負(fù)半周時(shí)間補(bǔ)償

這是鎖頻波形，這時(shí)左右不會(huì)移動(dòng)，只是相位落后了，同樣藍(lán)色市電波形，黃色逆變波形，現(xiàn)在逆變器輸出波形交越失真已經(jīng)解決了，只是輸出相位偏差大，需要微調(diào)系數(shù)

再來(lái)幾張鎖頻鎖相波形，微調(diào)后的鎖相波形

好了！重疊了，鎖頻鎖相完成

藍(lán)色市電波形黃色逆變波形，再看看零點(diǎn)位置，也是穩(wěn)定的

到了這步，基本上并網(wǎng)逆變器成功了一半，繼續(xù)往下走，估計(jì)還有好多意想不到的的問(wèn)題出現(xiàn)，希望大家給力！

下一步測(cè)試恒流輸出功能，因?yàn)椴⒕W(wǎng)逆變器，不是恒壓工作，而是恒流工作，只要恒流能穩(wěn)定，可控，就可以市電并網(wǎng)了

這只是我個(gè)人的理解，本人做離網(wǎng)逆變器是菜鳥，那就更別說(shuō)并網(wǎng)逆變器的制作了，所以的所以，望并網(wǎng)高手支招，謝謝高手并網(wǎng)大師們！

并網(wǎng)逆變器制作工作進(jìn)行了這么多天，本人心里很難過(guò)：得不到并網(wǎng)大師們的迷津指點(diǎn)，也得不到愛好者們的好與差的評(píng)價(jià)，好失望。

我QQ是：2118163693，歡迎技術(shù)探討！

按圖連接，注意：燈泡線穿過(guò)互感器再接到逆變器輸出

逆變器供電，是一臺(tái)0-400V,0-10A的可調(diào)電源，電源電源首先調(diào)到200V

輸出接的燈泡亮了

現(xiàn)在的設(shè)定值是44的數(shù)字量

數(shù)字量調(diào)到26，亮度明顯變暗了，證明輸出功率可控制

再調(diào)到17的數(shù)字量，燈泡一點(diǎn)點(diǎn)亮了

再把可調(diào)電源調(diào)到350V，

大家看看，燈泡輸出亮度不變，證明證明輸出恒流，可控

數(shù)字量調(diào)到30，燈泡明顯變亮了些

繼續(xù)加到48的數(shù)字量，由于燈泡太亮，手機(jī)照相都黑了

再調(diào)到36燈泡又暗下來(lái)

恒流可控實(shí)驗(yàn)通過(guò)完成了

最后輸出接入市電并網(wǎng)啦！

這是并網(wǎng)逆變器控制板程序，大家可以仿真，可以制作樣機(jī)

:020000000F28C7
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開始并網(wǎng)了！

輸出經(jīng)過(guò)電流互感器，再串聯(lián)3只200W燈泡接入一只電感，最后接入市電

串聯(lián)燈泡的目的，是怕并網(wǎng)不成功，造成逆變器順壞，炸機(jī)

開機(jī)，同時(shí)接通市電，可調(diào)電源輸出電壓調(diào)到高于330V

現(xiàn)在大家注意了，通電會(huì)有兩種情況發(fā)生

1.串聯(lián)的燈泡特別亮，2.串聯(lián)的燈泡閃爍一下，立馬熄滅

燈泡特別亮，說(shuō)明市電相位反了，需要把同步輸入的兩條線交換一下，就可以了，大家要注意了。

調(diào)整功率，顯示看圖片

并網(wǎng)功率繼續(xù)加大，燈泡微亮了

現(xiàn)在加到234W,1A的輸出，現(xiàn)在這種情況，不知道能不能把燈泡直接短路？請(qǐng)大師們支招！

現(xiàn)在到了這種情況，大家看看，是不是并網(wǎng)成功？歡迎大家一起做試驗(yàn)，程序已經(jīng)公布了

我聽個(gè)別朋友說(shuō)，并網(wǎng)試驗(yàn)，同行都是低壓(50-150V)并網(wǎng)，不能直接高壓(220V)并網(wǎng)，大家說(shuō)，是這樣嗎？

另外，并網(wǎng)的條件：是同頻，同相，輸出電流恒流可控就行了嗎？（除過(guò)欠壓，孤島外）
重復(fù)一遍，本主控芯片是PIC16F716
今天，我鉚足了勁，直接短路串聯(lián)在市電的燈泡，接了只5A250V保險(xiǎn)管和10D-11的熱敏電阻

調(diào)整功率，并網(wǎng)輸出2.0A

繼續(xù)加大，并網(wǎng)輸出2.9A，功率上去了

3.2A的并網(wǎng)電流，并網(wǎng)成功了！這樣調(diào)節(jié)下去是可以繼續(xù)加大并網(wǎng)功率的。順便我多說(shuō)一句，功率后面的預(yù)設(shè)數(shù)字量計(jì)算，163/255*5=3.196A，估計(jì)初學(xué)者不會(huì)計(jì)算，意思是你預(yù)設(shè)到哪里，輸出就給你恒流在哪里，現(xiàn)在預(yù)設(shè)3.196A, 輸出就恒定在3.2A 。
不過(guò)我會(huì)停止了，因?yàn)榇舜蔚倪B接，真算得上是蜘蛛網(wǎng)電路，接下來(lái)我會(huì)抽時(shí)間整理原理圖，加上前級(jí)的boost升壓電路，芯片也用PIC16F716,做成一套完整的樣機(jī)，供大家學(xué)習(xí)參考，收集電能老化產(chǎn)品。
有了本次的成功，在程序方面，已經(jīng)深入了解到了，并網(wǎng)必備的條件，我想單相程序能順利成功，估摸著三相也就不在話下了，歡迎關(guān)注我的三相離網(wǎng)正弦波控制板，三相并網(wǎng)正弦波控制板。
本次并網(wǎng)逆變器（單相），并網(wǎng)順利，圓滿成功！還有幾塊空PCB（并網(wǎng)逆變器控制板），免費(fèi)送給大家，需要的朋友找我索取，送完為止。
下一步開始進(jìn)行繪制一款完整的，3000W回饋式電子負(fù)載了！

ID:236867 · 發(fā)表于 2020-1-17 08:39

本帖最后由馬麗于 2020-1-19 12:31 編輯

并網(wǎng)成功啦！主控芯片PIC16F716

ID:398079 · 發(fā)表于 2020-2-1 12:35

希望這個(gè)電子負(fù)載早點(diǎn)做出來(lái) 我們也好有所分享

ID:689285 · 發(fā)表于 2020-2-1 19:11

這個(gè)資料真不錯(cuò)。好好學(xué)習(xí)一下。

ID:236867 · 發(fā)表于 2020-2-3 19:52

15378260609 發(fā)表于 2020-2-1 19:11
這個(gè)資料真不錯(cuò)。好好學(xué)習(xí)一下。

很快會(huì)出來(lái)的，前級(jí)還需要一個(gè)BOOST升壓程序，再加上統(tǒng)一管理系統(tǒng)控制程序，一套完整的產(chǎn)品就出現(xiàn)了

ID:14237 · 發(fā)表于 2020-2-10 08:32

這個(gè)真挺好，高手。

ID:430492 · 發(fā)表于 2020-3-5 15:24

并網(wǎng)成功啦！恭喜樓主。
建議考慮做成輸入電壓自適應(yīng)模式，這樣真正可以接入老化機(jī)的輸出負(fù)載端了。
功德無(wú)量！！！

ID:236867 · 發(fā)表于 2020-3-5 15:50

cooleaf 發(fā)表于 2020-3-5 15:24
并網(wǎng)成功啦！恭喜樓主。
建議考慮做成輸入電壓自適應(yīng)模式，這樣真正可以接入老化機(jī)的輸出負(fù)載端了。
功德 ...

已經(jīng)在做了
原理圖

PCB

已經(jīng)在打樣中

ID:192907 · 發(fā)表于 2020-3-30 15:34

厲害。我也做過(guò)，不并網(wǎng)開環(huán)的很容易做出來(lái)，用鎖頻并網(wǎng)一直沒成功，后來(lái)就沒再玩了。百度了很多次很多次，都是太專業(yè) 都是一大堆公式，具體點(diǎn)通俗點(diǎn)的描述怎么并網(wǎng)的，一直沒看到有人講。

ID:192907 · 發(fā)表于 2020-3-30 15:49

我那個(gè)是用的36V交流，用工頻變壓器并網(wǎng)，并網(wǎng)前兩個(gè)波形都很一致又同步，只要并上前就不同步了，然后就變壓器咕咚咕咚響

ID:236867 · 發(fā)表于 2020-3-31 07:12

HZY//123456 發(fā)表于 2020-3-30 15:49
我那個(gè)是用的36V交流，用工頻變壓器并網(wǎng)，并網(wǎng)前兩個(gè)波形都很一致又同步，只要并上前就不同步了，然后就變 ...

同頻同相是每并網(wǎng)一個(gè)波形都需要進(jìn)行的呢，必須實(shí)實(shí)在在的同步，馬虎不得

ID:444052 · 發(fā)表于 2020-4-29 09:49

請(qǐng)問(wèn)樓主能和可程控交流源同步鎖相再并聯(lián)嗎。。小白求解

ID:236867 · 發(fā)表于 2020-4-29 13:12

可程控交流源的頻率電壓波形是什么參數(shù)？

ID:237812 · 發(fā)表于 2020-4-30 15:36

樓主威武，看了深感震驚。向你學(xué)習(xí)！

ID:755893 · 發(fā)表于 2020-5-21 16:44

樓主厲害了，膜拜

ID:106256 · 發(fā)表于 2020-7-6 14:30

您好，您貼的代碼怎么都成亂碼了呀

ID:810170 · 發(fā)表于 2020-8-1 08:44

并網(wǎng)還要檢測(cè)電流的相位來(lái)控制輸出的是有功功率

ID:810170 · 發(fā)表于 2020-8-2 13:43

請(qǐng)教樓主,正弦碼表和你的EXCEL的數(shù)據(jù)為什么不同?有什么要領(lǐng)?

ID:820691 · 發(fā)表于 2020-9-18 17:08

請(qǐng)教一下鎖頻鎖相的具體思路是什么呢？是使用的PID算法嗎？
我最近做了一個(gè)逆變電源，但是鎖相時(shí)始終有1ms的滯后，鎖不住。。

ID:444052 · 發(fā)表于 2020-9-21 12:03

樓主的功率后級(jí)是使用什么供電？市電整流濾波后的直流直接逆變的嗎？

ID:253767 · 發(fā)表于 2020-9-23 07:03

工藝好，做得漂亮！！！

ID:149799 · 發(fā)表于 2020-10-13 14:28

留個(gè)記號(hào)，下次再來(lái)，謝謝。

ID:31164 · 發(fā)表于 2020-10-30 23:07

功率多大？

ID:959734 · 發(fā)表于 2024-6-26 23:22

又不分享單片機(jī)程序

ID:230469 · 發(fā)表于 2024-7-5 14:51

樓主威武，小白來(lái)圍觀！！

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逆變器-單相-并網(wǎng)正弦波控制板制作

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